El respeto por la energía
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El respeto por la energía

Por Michael Johnston

Existe mucho interés en la actualidad en relación a la expansión de las fuentes de energía renovable, y es fácil conocer el motivo. Según la Administración de la Información sobre Energía de los Estados Unidos (EIA, por sus siglas en inglés), la electricidad generada con recursos renovables, incluidas las fuentes tales como la energía solar y eólica, darán cuenta de casi el 16 por ciento del total de la generación de electricidad de los Estados Unidos para el año 2030, aumentando desde el 9 por ciento a partir del año 2007. Ese crecimiento, dice la EIA, será fomentado principalmente por la extensión de los créditos impositivos federales y por el nuevo programa de garantías para préstamos en la Ley Estadounidense de Recuperación y Reinversión de febrero de 2009. Mientras tanto, la parte de energías renovables de los proyectos de la EIA en relación a la generación de electricidad total mundial aumentará ligeramente entre el presente y el año 2030, y será la segunda fuente de energía en importancia para la producción de electricidad después del carbón.



Para ajustarse a estos cambios, un número importante de propuestas de revisión, así como nueva información, relacionada a los sistemas fotovoltaicos solares (PV, por sus siglas en inglés), sistemas de celdas de combustible, y sistemas de energía eólica, han sido incorporados en la edición 2011 del NFPA 70®, Código Eléctrico Nacional . En algunos casos, como con las celdas de combustible y los sistemas PV, los cambios se sustentan con cláusulas importantes que han sido parte del NEC durante años. En otros casos, las disposiciones son nuevas; la edición 2011 del NEC será la primera en abordar sistemas de energía eólica. En todos los casos, los cambios al nuevo NEC reflejan los requisitos de seguridad evolutivos de los consumidores, técnicos y socorristas de emergencia.

Cuando calienta el sol
El Artículo 690 del NEC establece las reglas para los sistemas PV y ha existido en el documento desde la edición 1987. Para la edición 2011 del NEC, el Artículo 690 ha sido revisado para abordar las inquietudes de seguridad evolutivas relacionadas a la instalación de los sistemas PV.

Una de las revisiones significativas trata sobre la asignación de rutas a los conductores de salida y fuentes PV. Una nueva Sección 690.4(E), requiere que estos circuitos sean enrutados a lo largo de los miembros estructurales de un edificio, tales como vigas, cabriadas, cerchas y columnas, donde la ubicación de los miembros estructurales está fácilmente determinada por la observación. Donde los circuitos sean alojados u ocultos en los acabados del edificio tales como techos laminados y de membrana, deberá estar claramente indicado mediante una marca, que contienen cableado PV. La razón del cambio está relacionada con las inquietudes de seguridad eléctrica expresadas por los bomberos y socorristas de emergencia. Los sistemas PV continuarán produciendo energía aún cuando se desconecte del servicio. Este nuevo requisito de marcación aumentará la seguridad no sólo para el personal de servicio, sino también para los socorristas de emergencia.

Otra de las revisiones clave es una nueva reglamentación en 690.4(G), que requiere que los sistemas PV con inversores múltiples que se encuentren ubicados de manera remota entre sí cuenten con una guía de conformidad con 705.10 en cada medio de desconexión de cd de un sistema PV. Estas guías identificarían las ubicaciones de todos los medios de desconexión de ca y cd del sistema PV en el edificio. Esta identificación de los medios de desconexión constituye una mejora en la seguridad para aquellos que trabajan con los sistemas PV. De igual manera, una nueva Sección 690.11 requerirá protección listada de interrupción de circuitos de falla de arco con cd para la fuente del sistema PV o circuitos de salida que ingresan en un edificio y que operan a 80 voltios o más. Esta nueva tecnología desconectará de manera automática un circuito fuente si se detectara una falla de arco.

Un nuevo e importante cambio en la Sección 690.4(E) aborda las calificaciones de quienes se hagan cargo de la instalación del equipo y cableado del sistema PV. Esta revisión indica ahora claramente que todo el equipo y cableado relacionado con tecnología solar fotovoltaica debe ser instalado únicamente por personas calificadas. La fundamentación ofrecida en las etapas de propuestas y comentarios indicó que los crecientes esfuerzos e incentivos para la instalación de estos sistemas han atraído muchas personas al negocio de los sistemas PV. La inquietud es que los contratistas e instaladores comprometidos en esta tarea cuenten con las calificaciones y entrenamiento necesario en el campo de la electricidad. Los sistemas PV producen energía eléctrica y están a menudo interconectados a la red pública de un edificio u otras estructuras servidas por esa energía. Este no es trabajo para una persona “habilidosa”, estos sistemas implican mucho más que simplemente conectarlos y esperar que funcionen. Esta revisión es consistente con nuevos requisitos similares aceptados en otras áreas del NEC que dan tratamiento a las fuentes renovables de energía eléctrica. El nuevo requisito nacional tiene un paralelo con leyes similares promulgadas a nivel local y estatal.

Cambios para los sistemas de celdas de combustible
El Artículo 692, que aborda los sistemas de celdas de combustible, fue incorporado al NEC en la edición 2002. Según el NEC, un sistema de celdas de combustible es un agregado completo de equipamiento utilizado para convertir combustible químico —como el gas natural— en electricidad utilizable. Un sistema de celdas de combustible típicamente consiste en un reformador, una pila, un inversor de energía y equipamiento auxiliar.

Existen dos revisiones significativas en las reglamentaciones del NEC respecto de los sistemas de celdas de combustible. Una nueva Sección 692.4(C) requiere que los sistemas de combustible, y todas sus interconexiones y cableados asociados, sean instalados únicamente por personas capacitadas. Al igual que con los sistemas PV, la tecnología de celdas de combustible requiere mucho más que el nivel de entrenamiento y conocimiento de una persona “habilidosa”. En otras partes, las Secciones 692.61, 692.64, y 692.65 dan tratamiento a las características de los circuitos de salida, interconexiones desequilibradas, y puntos de conexión articulados con la red pública de suministro, respectivamente. Estas tres secciones han sido revisadas para eliminar los requisitos contenidos y para referir a las Secciones 705.14 (Características de salida), 705.100 (Conexiones desequilibradas), y 705.12 (Punto de conexión). La significancia de este cambio se relaciona con la eliminación de la duplicación de los requisitos y la alerta a los usuarios específicamente respecto de los requisitos aplicables en el Artículo 705 para los sistemas de celdas de combustible que se hallan interconectados a la red de suministro. (El Artículo 705, que trata sobre fuentes interconectadas de producción de energía eléctrica, fue incorporado en la edición 1990 del NEC y está directamente relacionado con las fuentes de energía renovable conectadas a la red.) La inquietud sobre los sistemas de celdas de combustible interconectados, está relacionada al uso de la transferencia adecuada y equipamiento paralelo de manera tal que no resulte en una conexión incorrecta a la red y en un posible retorno de energía en el sistema público de suministro, dos inquietudes de seguridad definitivas, para las personas y la propiedad.

Una nueva cláusula sobre energía eólica
Un nuevo artículo sobre pequeños sistemas de energía eólica ha sido incorporado a la edición 2011 del NEC. El Artículo 694 establece nuevas reglamentaciones para sistemas de energía eólica con certificación de hasta 100 KW. Los sistemas de energía eólica incluyen componentes tales como generadores, alternadores, inversores y controladores. Los pequeños sistemas eléctricos de energía eólica pueden interactuar con otras fuentes de producción de energía eléctrica, o pueden ser sistemas autónomos. También pueden tener salida para ca o cd, con o sin almacenamiento de energía eléctrica, como en el caso de las baterías.

El Artículo 694 incluye nueve partes —Generalidades; Requisitos para Circuitos; Medios de Desconexión; Métodos Permitidos; Conexión a Tierra; Marcas; Conexiones a Otras Fuentes; Baterías de Almacenamiento y Sistemas Mayores a 600 Voltios— y las nuevas reglamentaciones son similares a aquellas contenidas en otros Artículos que tratan los sistemas de energía renovable tales como los sistemas PV y las celdas de combustible. Este nuevo artículo incluye reglamentaciones específicas relacionadas a circuitos, medios de desconexión, métodos de cableado permitidos, y tensores. Se establecen requisitos para las conexiones a tierra de los sistemas y las partes metálicas de los equipos no conductoras de corriente. A pesar de que las reglas para generadores, métodos de cableado, conexiones a tierra e interconexiones, conductores, protección de sobrecorriente, y otros métodos y equipos pueden aplicarse a todos los sistemas eólicos, grandes o pequeños, el Artículo 694 establece reglas específicas sobre estos temas.

Durante la etapa de comentarios del proceso de desarrollo del NEC, se incorporó a este Artículo el requisito de calificación del personal. La Sección 694.7 requiere que todos los sistemas cubiertos por el artículo sean instalados únicamente por personas calificadas. Esto incluye todo el equipamiento y el cableado asociado. Los sistemas eólicos no son nuevos en el campo de la electricidad, pero se han desarrollado intensamente nuevos requisitos de instalación y normas de seguridad de producto para tales equipos y sistemas.

Vehículos eléctricos y almacenamiento de energía
A medida que se fomenta la independencia de la energía, se pone el foco en varias fuentes de energía renovable que pueden interconectarse con la red de suministro público de energía. En esta categoría entran los sistemas fotovoltaicos, sistemas de celdas de combustible y sistemas generadores de energía eólica. El gobierno está acelerando el desarrollo y evolución de la red de suministro público de energía de este país. Un artículo del NEC que podría verse afectado por la actividad de la red inteligente, es el Artículo 625, que abarca los requisitos para vehículos eléctricos y sistemas de carga. Existen desafíos significativos en el horizonte con la presión de reducir el consumo de energía y a la vez, aumentar el uso de vehículos eléctricos. Un cambio en el Artículo 625 introduce un término de nueva definición, “Vehículo Híbrido Eléctrico”. Este es un vehículo previsto para uso en carreteras con la capacidad de almacenar y utilizar energía eléctrica ajena al vehículo en el sistema de almacenamiento de energía recargable. Los vehículos eléctricos híbridos también cuentan con una segunda fuente de energía motriz. La secuencia de recarga y esta carga adicional deberá ser coordinada de manera efectiva de modo tal que el esfuerzo de reducir la tensión de la red de suministro público no sea neutralizada. Aquí es donde las fuentes de energía renovable y más específicamente el almacenamiento de energía jugarán un importante papel. El trabajo para optimizar el uso de la energía y desarrollar un método más inteligente de administrar la infraestructura eléctrica actual, requerirá la educación de los consumidores, contratistas y demás personas afectadas.

Con la mirada puesta en el futuro
El perfeccionamiento de las presentes reglamentaciones del NEC, junto con las reglamentaciones recientemente incorporadas, dan por resultado sistemas eléctricos más seguros. A medida que se expanden las tecnologías de los sistemas eléctricos, sin embargo, también se expanden las inquietudes sobre seguridad eléctrica. Los comités técnicos del NEC continuarán siendo desafiados en cada ciclo, específicamente en áreas relacionadas a las fuentes de energía renovable.

Las áreas donde el NEC verá probablemente cambios significativos en futuras ediciones, comprenden los sistemas de recarga de vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de baterías, y celdas de combustible. La capacidad de almacenamiento de energía eléctrica será con el tiempo, un tema común. Los vehículos eléctricos pueden cargarse y descargarse, y esto significa que posiblemente sean utilizados como sistemas de energía de reserva para el cableado de instalaciones—y esto, sin ninguna duda, significará una mayor necesidad de requisitos del NEC. A medida que la industria eléctrica abraza esfuerzos colectivos para conectar sistemas de energía renovable, jamás debe comprometerse la seguridad de las personas y de la propiedad. Es por esta razón que la comprensión de los cambios del NEC es esencial no sólo para quienes trabajan con estos sistemas, sino también para ingenieros, diseñadores, profesionales de la seguridad y toda persona cuyo trabajo se vea afectado potencialmente por los requisitos eléctricos de las instalaciones.

Michael Johnston es director ejecutivo de normas y seguridad de la Asociación Nacional de Contratistas Eléctricos y es miembro de la Sección Eléctrica de la NFPA.



Otras revisiones del NEC: Más allá de la energía renovable
Una mirada sobre algunos de los otros cambios significativos propuestos para la edición 2011del NEC:

  • Las notas en letra pequeña están ahora identificadas como notas informativas.
  • Se han revisado los términos definidos y se han agregado nuevas definiciones.
  • Los valores de la corriente de falla que están disponibles deben ahora ser indicados en el equipo de servicio eléctrico.
  • Con el fin de proteger a las personas, se han expandido las reglamentaciones para los interruptores de circuito con falla a tierra.
  • Se han revisado y expandido las reglamentaciones para la protección de interruptores de circuito con falla de arco, con el fin de reducir las posibilidades de incendio que dan origen a eventos de arco eléctrico.
  • Se ha otorgado mayor claridad a la aplicación de las reglamentaciones mediante revisiones a las reglas y términos relativos al servicio eléctrico en edificios y estructuras.
  • Se incluyeron nuevas reglamentaciones de descarga a tierra para las subestaciones eléctricas.
  • Las reglas que aplican a conductores eléctricos del Artículo 310, han sido reorganizadas, revisadas y dispuestas en una secuencia más lógica.
  • Se ha agregado un nuevo Artículo 399 en el Capítulo 3, que trata sobre los requisitos para conductores aéreos de más de 600 voltios.
  • Se ha agregado un nuevo artículo al Capítulo 8 que establece las reglamentaciones para sistemas de comunicaciones de banda ancha alimentados en las instalaciones.

NEC y 70E: alificando al calificado
La ahora más ajustada definición del NEC para “persona calificada” tendrá impacto sobre los usuarios de la NFPA 70E.

Las revisiones a los Artículos 690, 692, 694, y 705 del NEC® tendrán probablemente un impacto directo sobre la edición 2012 de la NFPA 70E®, Seguridad eléctrica en lugares de trabajo. Los sistemas fotovoltaicos, sistemas de celdas de combustible y sistemas de energía eólica, son, después de todo, fuentes de energía eléctrica, y como tales, sólo pueden ser instalados y mantenidos por personas calificadas. El Panel 4, a cargo de la elaboración del NEC, reconoció la necesidad de requisitos más restrictivos respecto de lo que constituye una “persona calificada”, y tomó medidas para incluir tales requisitos en la edición 2011 del NEC.

Según el NEC, el término “persona calificada” es una persona que cuenta con la habilidad y el conocimiento relacionados a la construcción y operación del equipo eléctrico e instalaciones eléctricas, y que ha recibido capacitación sobre seguridad para reconocer y evitar los riesgos potenciales de tales sistemas. Una mirada más profunda sobre la definición de “persona calificada” revela que es esencial el entrenamiento respecto de la NFPA 70E y de las prácticas de trabajo requeridas relacionadas a la seguridad. Este es el caso para todo trabajo con electricidad, no sólo para el trabajo asociado a los sistemas de energía renovable. La misma definición se establece en el Artículo 100 de la NFPA 70E, de modo que queda claro cuáles son las expectativas en relación a las personas involucradas con cualquier tipo de instalación eléctrica. Es importante para instaladores y personal de servicio no sólo comprender los aspectos de construcción y operativos de los sistemas y fuentes de energía renovable, sino contar con el entrenamiento en seguridad necesario para efectuar esta tarea de manera segura.

Dado que los artículos que dan tratamiento a las fuentes de energía renovable contienen muchos requisitos relacionados a la instalación de sistemas de corriente directa, los empleados deberán ser entrenados en prácticas de trabajo relacionadas con la seguridad y asociadas a estos sistemas. Las propuestas dirigidas al comité técnico de la NFPA 70E que aborda las prácticas de trabajo seguro para sistemas de corriente directa, han sido aceptadas, y están siendo consideradas para su inclusión en la edición 2012 de la Norma. Las propuestas sobre las que el Comité ha tomado medidas, abordan los riesgos asociados tanto a descargas como a arcos eléctricos asociados a los sistemas de corriente directa.

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